特許ウォッチ

公開番号2024047310
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-05
出願番号2022152858
出願日2022-09-26
発明の名称炭素繊維強化剤、強化炭素繊維及び炭素繊維強化複合材料
出願人兵庫県,学校法人立命館
代理人個人,個人
主分類D06M 15/263 20060101AFI20240329BHJP(繊維または類似のものの処理;洗濯;他に分類されない可とう性材料)
要約【課題】炭素繊維を強化し、炭素繊維に賦形性を付与することができる、炭素繊維強化剤を提供すること。
【解決手段】16個以上の炭素原子と2個以上の二重結合とカルボキシル基とを有する脂肪酸又はその一部重合体を有する電解質であって、該カルボキシル基は、その一部が塩基性物質で中和されてカルボン酸アニオン基に変換されているものである電解質を含む、炭素繊維強化剤。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
１６個以上の炭素原子と２個以上の二重結合とカルボキシル基とを有する脂肪酸又はその一部重合体を有する電解質であって、該カルボキシル基は、その一部が塩基性物質で中和されてカルボン酸アニオン基に変換されているものである電解質を含む、炭素繊維強化剤。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
１６個以上の炭素原子と２個以上の二重結合とカルボキシル基とを有する脂肪酸又はその一部重合体、及び塩基性物質を含む炭素繊維強化剤であって、該カルボキシル基は、その一部が塩基性物質で中和されてカルボン酸アニオン基に変換されているものである、炭素繊維強化剤。
【請求項３】
更に、酸化触媒を含む、請求項１に記載の炭素繊維強化剤。
【請求項４】
前記塩基性物質はアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む物質である請求項１に記載の炭素繊維強化剤。
【請求項５】
前記脂肪酸は植物に由来するものである請求項１に記載の炭素繊維強化剤。
【請求項６】
前記脂肪酸はリノール酸又はリノレン酸である請求項１に記載の炭素繊維強化剤。
【請求項７】
１６個以上の炭素原子と２個以上の二重結合とカルボキシル基とを有する脂肪酸の一部重合体は、１０
2
～１０
8
のポリスチレン換算分子量を有する、請求項１に記載の炭素繊維強化剤。
【請求項８】
１６個以上の炭素原子と２個以上の二重結合とカルボキシル基とを有する脂肪酸又はその一部重合体は、１．３～９６％のカルボン酸アニオン基の含有率を有する請求項１に記載の炭素繊維強化剤。
【請求項９】
炭素繊維と、該炭素繊維に含ませた、請求項１～８のいずれか１項に記載の炭素繊維強化剤とを含む、強化剤含有炭素繊維。
【請求項１０】
請求項９に記載の強化剤含有炭素繊維を、酸素が存在する環境下で加熱する工程を包含する、強化炭素繊維の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化複合材料に関し、特に、炭素繊維強化複合材料に使用される炭素繊維に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材料の一つに、炭素繊維からなる強化材とマトリックス樹脂とにより形成される炭素繊維強化複合材料（以下、「ＣＦＲＰ」ということがある。）がある。
【０００３】
炭素繊維強化複合材料のマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などの種々の樹脂が使用され、中でもエポキシ樹脂が広く使われている。
【０００４】
一方、炭素繊維強化複合材料の炭素繊維は、再生セルロース、ポリアクリロニトリル、ピッチ等を出発原料として得られ、その化学組成の約９０％以上が炭素からなる繊維が使用されている。このような炭素繊維は、例えば高強度炭素繊維や高弾性炭素繊維等に区分され、軽量で比強度および比弾性率において優れ、しかも耐熱性や耐薬品性にも優れていることから、広範囲にわたる用途の炭素繊維強化複合材料に使用されている。
【０００５】
炭素繊維は、伸度が小さくかつ脆い性質を有するために、機械的摩擦等によって毛羽が発生しやすい。そのため、このような毛羽の発生の抑制等を目的として、炭素繊維強化複合材料の製造工程において炭素繊維にサイジング処理が施される。このサイジング処理によって、炭素繊維に集束性を付与することにより毛羽の発生を抑えることが可能となる。
【０００６】
上記のようなマトリックス樹脂と炭素繊維からなる炭素繊維強化複合材料は、マトリックス樹脂を薄く塗布した離型紙上に炭素繊維束を一方向に並べるプリプレグ法、樹脂浴中に炭素繊維を浸し、通過させるディッピング法等により得ることができる。また、織機により炭素繊維を織布に加工した後にマトリックス樹脂を含浸させて炭素繊維強化複合材料を得ることができる。
【０００７】
炭素繊維複合材料の高性能化の要望はますます高まってきており、マトリックス樹脂の高靭性化および高強度化とともに、炭素繊維強化複合材料の層間靭性を高められるサイジング剤の開発が望まれている。そこで、毛羽の発生抑制などを目的に施されているサイジング処理に、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を高める効果を付与する検討が行なわれている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１７－１５５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、炭素繊維強化複合材料に使用される炭素繊維を強化することは、従来から知られていない。また、炭素繊維強化複合材料に使用される炭素繊維について、マトリックス樹脂を塗布する前に、炭素繊維強化複合材料賦形物に応じた形状に賦形することも、従来から知られていない。
【００１０】
本発明は、炭素繊維を強化し、炭素繊維に賦形性を付与することができる、炭素繊維強化剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許